DE3508910A1

DE3508910A1 - Sheet-controlled machine tool

Info

Publication number: DE3508910A1
Application number: DE19853508910
Authority: DE
Inventors: Albrecht 7440 Nürtingen Schnizler
Original assignee: Metabowerke GmbH and Co
Current assignee: Metabowerke GmbH and Co
Priority date: 1985-03-13
Filing date: 1985-03-13
Publication date: 1986-09-18

Abstract

The subject of the application is a sheet-controlled machine tool having a carriage which can be made to travel in the direction of at least two axes. Such a machine tool is to be designed in such a way that the carriage can be made to travel under program control along unlimited path lengths in the direction of the axes. For this purpose, the carriage is of a self-propelling design and has a steerable running gear, the propulsion of which in a translatory axis and the steering of which in a rotatory axis perpendicular thereto being controllable.

Description

Bezeichnung: Bahngesteuerte Bearbeitungs-Designation: Path-controlled machining

maschine Die Erfindung bezieht sich auf eine bahngesteuerte Bearbeitungsmaschine gemäß dem Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1. machine The invention relates to a path-controlled processing machine according to the generic term of claim 1.

Allgemein sind solche bahngesteuerten Bearbeitungsmaschinen bekannt, bei denen der Wagen in Richtung zumindest zweier Koordinatenachsen auf einem Maschinenbett verfahrbar ist.Such path-controlled processing machines are generally known, in which the carriage in the direction of at least two coordinate axes on a machine bed is movable.

Naturgemäß sind dabei die Verfahrwege des Wagens in Richtung der Achsen begrenzt, weil der Wagen an ortsfeste Führungen des Maschinenbettes gebunden ist. Dabei werden die Vorteile üblicher Programmsteuerungen für solche Maschinenwagen, nämlich ein Programm für jeden beliebigen Weg unendlicher Länge zur Verfügung stellen zu können, nicht restlos genutzt. Zudem sind richtungsgesteuerte Bearbeitungsmaschinen immer darauf abgestellt, daß die Werkstücke, die bearbeitet werden sollen, zu der Maschine hingebracht werden, was bei großen Werkstücken nicht möglich ist.The travels of the carriage in the direction of the axes are natural limited because the carriage is tied to fixed guides on the machine bed. The advantages of common program controls for such machine wagons, namely to provide a program for any arbitrary path of infinite length to be able to, not used completely. In addition, there are direction-controlled processing machines always based on the fact that the workpieces that are to be machined to the Machine can be brought, which is not possible with large workpieces.

Die Erfindung geht daher von dem Gedanken aus, die Maschine an das Werkstück heranzubringen, um sie darauf entlang beliebig gestalteter Wegstrecken, die beliebige Längen haben können, zu verfahren, so daß letztlich beliebig große Werkstücke damit bearbeitet werden können. Folglich liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine bahngesteuerte Maschine der gattungsgemäßen Art so auszubilden, daß der Wagen in Richtung der Achsen entlang unbegrenzter Weglängen programmgesteuert verfahren werden kann.The invention is therefore based on the idea of connecting the machine to the Bring the workpiece in order to move it along any route, which can have any length to move, so that ultimately any size Workpieces can be processed with it. Accordingly, the invention resides in task based on a path-controlled machine of the generic type to be designed so that the carriage is program-controlled in the direction of the axes along unlimited path lengths can be proceeded.

Diese Aufgabe wird bei einer bahngesteuerten Bearbeitungsmaschine der gattungsgemäßen Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.This task is performed with a path-controlled processing machine of the generic type by the characterizing features of claim 1 solved.

Der besondere Vorteil der bahngesteuerten Bearbeitungsmaschine nach der Erfindung liegt darin, daß der Wagen der Maschine nicht mehr an ortsfeste Führungen gebunden ist, sondern vielmehr entlang beliebig langer und beliebig geformter Wegstrecken auf beliebig großen Werkstücken programmgesteuert verfahren werden kann. Dabei wird vom Fahrwerk des Wagens eine translatorische und eine rotatorische Achskomponente auf den Wagen übertragen, wobei die translatorische Komponente die Vorschubbewegung und die rotatorische Komponente die Vorschubrichtung des Wagens bestimmt. Es versteht sich, daß die Vorschubbewegung und die Änderung der Vorschubrichtung einander überlagert sein könnten. Im einzelnen erfolgt die Vorschubbewegung in translatorischer Richtung durch den Abwälzvorgang von Wälzkörpern, wie Rollen, über die sich die Maschine auf den Werkstücken abstützt. Für die Änderung der Vorschubrichtung sind die Wälzkörper lenkbar, indem sie um die rotatorische Achse schwenkbar angeordnet sind. Die Ausrichtung sämtlicher Wälzkörper in der rotatorischen Achse ist gleich und wird synchron verändert, was gleichermaßen für den Vorschubantrieb in der translatorischen Achse zutrifft. Daher dreht sich bei Änderung der Vorschubbewegung der Wagen und damit die gesamte Maschine nicht um eine eigene Achse, sondern bewegt sich stets kantenparallel.The particular advantage of the path-controlled processing machine the invention is that the carriage of the machine no longer on fixed guides is bound, but rather along paths of any length and shape can be moved program-controlled on workpieces of any size. It will a translatory and a rotary axle component from the chassis of the car transferred to the carriage, the translational component being the feed movement and the rotary component determines the direction of advance of the carriage. It understands that the feed movement and the change in the feed direction are superimposed on one another could be. In detail, the feed movement takes place in a translational direction due to the rolling process of rolling elements, such as rollers, over which the machine runs supported on the workpieces. The rolling elements are used to change the feed direction steerable by being arranged to be pivotable about the rotary axis. The alignment all rolling elements in the rotary axis are the same and are changed synchronously, which also applies to the feed drive in the translational axis. Therefore, when the feed movement changes, the carriage and thus the entire carriage rotates The machine does not move around its own axis, but always moves parallel to the edges.

Problematisch ist allerdings, für exakte Verfahrbewegungen den Schlupf zwischen den Wälzkörpern und der jeweiligen Fahrbahn so gering wie möglich zu halten, was einerseits durch geeignete Friktionsbeläge auf den Laufflächen der Wälzkörper und andererseits durch Vermeidung von Radierungen beispielsweise beim Überfahren von Eckpunkten des Verfahrweges sichergestellt werden kann. Für den letzteren Fall kann eine zur rotatorischen Achse exzentrische Verstellung der Lenkrichtung der Wälzkörper vorgesehen werden, um auf der Stelle die Verfahrrichtung ohne Radierungen bewerkstelligen zu können. Dazu eignet sich eine Ausbildung der Rollen als Doppel- oder Tandemrollen, wobei die jeweils beiden Einzelrollen über ein Ausgleichsgetriebe miteinander verbunden sein können.The problem, however, is the slip for exact traversing movements between the rolling elements and the respective Roadway as low as to keep possible, which on the one hand by suitable friction linings on the running surfaces the rolling elements and, on the other hand, by avoiding erasures, for example can be ensured when crossing corner points of the travel path. For the latter case can be an eccentric adjustment to the rotary axis Steering direction of the rolling elements are provided to set the direction of travel on the spot without being able to do etchings. Training of the Roles as double or tandem roles, with the two individual roles above a differential gear can be connected to each other.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further advantageous design features of the invention result from the subclaims.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung an einem Ausführungenbeispiel näher erläutert. Dabei zeigt die einzige Figur der Zeichnung eine perspektivische Ansicht schräg von oben eines selbstfahrenden Wagens einer bahngesteuerten Bearbeitungsmaschine.The invention is illustrated below with reference to the drawing using an exemplary embodiment explained in more detail. The only figure in the drawing shows a perspective View obliquely from above of a self-propelled carriage of a path-controlled processing machine.

Im einzelnen ist in der Zeichnung der Wagen mit 1 bezeichnet, und er besitzt ein unterseitiges Fahrwerk 2, das im wesentlichen aus antreibbaren und lenkbaren Rollen 3 besteht. Insgesamt wird das Fahrwerk 2 von vier solcher Rollen 3 gebildet, die in den Eckpunkten eines Quadrates angeordnet sind.In detail, the car is denoted by 1 in the drawing, and he has an underside chassis 2, which consists essentially of drivable and steerable rollers 3 consists. Overall, the chassis 2 is made up of four such roles 3 formed, which are arranged in the corner points of a square.

Die Rollen 3 sind unterseitig vorstehend an Lagerkörpern 4 angeordnet, die drehbar in nicht näher dargestellten Bohrungen einer Grundplatte 5 gelagert sind. Die Drehachse der Lagerkörper 4 stellt eine rotatorische Achse dar, welche die Verfahrrichtung der Rollen 3 bestimmt. Dabei liegt die Diametrale jeder Rolle 3, die durch den jeweiligen Aufstandspunkt geht, in der Richtung der rotatorischen Achse oder ist zumindest parallel dazu, so daß eine Änderung der Lauf- oder Vorschubrichtung der Rollen 3 allein nicht zu einer Ortsveränderung des Wagens führt.The rollers 3 are arranged on the underside protruding on bearing bodies 4, which are rotatably mounted in bores, not shown in detail, of a base plate 5 are. The axis of rotation of the bearing body 4 represents a rotational axis, which the direction of travel of the rollers 3 is determined. The diametral of each role lies in this 3, which goes through the respective contact point, in the direction of the rotatory Axis or at least is in parallel, so that a change in the Running or feed direction of the rollers 3 alone does not lead to a change in location of the Carriage leads.

Die Lagerkörper 4 sind derart an der Grundplatte 5 angeordnet, daß lediglich die Rollen 3 unterseitig über die Platte 5 nach unten vorstehen, während sich im übrigen im wesentlichen die Lagerkörper 4 über die Oberseite der Grundplatte 5 nach oben hinaus erstrecken.The bearing bodies 4 are arranged on the base plate 5 in such a way that only the rollers 3 protrude on the underside over the plate 5 downwards, while The rest of the bearing body 4 is essentially over the top of the base plate 5 extend upwards out.

Die Drehung oder Schwenkung aller Lagerkörper 4 um die jeweilige rotatorische Achse erfolgt jeweils gleichzeitig und um denselben Winkel. Deshalb sind alle vier Rollen 3 des Wagens 1 stets zueinander parallel ausgerichtet. Der Lenkantrieb erfolgt über ein zentrales Aggregat 8, das mit den einzelnen Lagerkörpern 4 über einen Zahnriemen 7 verbunden ist. Dazu besitzen die Lagerkörper 4 an ihrem Umfang Nuten mit Verzahnungen 6, die sämtlich in einer Ebene liegen und mit denen der Zahnriemen 7 kämmt. Im Bereich des zentralen Lenkantriebsaggregates 8 sind ferner noch Spannrollen 9 für den Zahnriemen 7 vorgesehen.The rotation or pivoting of all bearing bodies 4 about the respective rotational Axis takes place simultaneously and at the same angle. That's why all four are Rollers 3 of the carriage 1 are always aligned parallel to one another. The steering drive takes place via a central unit 8, which is connected to the individual bearing bodies 4 via a toothed belt 7 is connected. For this purpose, the bearing bodies 4 have grooves with teeth on their circumference 6, all of which lie in one plane and with which the toothed belt 7 meshes. In the area of the central steering drive unit 8 are also tension rollers 9 for the toothed belt 7 provided.

Die synchrone Verstellung aller Lagerkörper 4 um die rotatorische Achse erfolgt in beiden Richtungen des Pfeiles "B".The synchronous adjustment of all bearing bodies 4 to the rotary Axis takes place in both directions of the arrow "B".

Ferner sind sämtliche Rollen 3 des Fahrwerks 2 mit einem gemeinsamen Vorschubantrieb 14 verbunden, der sich an einem der Lenkkörper 4 befindet. Die Rollen 3 besitzen ein angeflanschtes Ritzel oder Kegelrad 10, das mit einem entsprechenden Gegenrad oder einer Schnecke einer Spindel 11 in Eingriff steht, die parallel zur Rotationsachse in den Lagerkörpern 4 angeordnet ist. Nach oben ist die Spindel 11 aus den Lagerkörpern 4 herausgeführt und trägt ein Antriebsrad 12. Über die Antriebsräder 12 aller Rollen 3, die in einer zur Grundplatte 5 parallelen Ebene liegen, ist wiederum ein Zahnriemen 13 geführt, und es versteht sich, daß wie bei dem Zahnriementrieb 6, 7 für die Lenkung der Rollen 3 auch bei dem Zahnriementrieb 12, 13 für den Vorschubantrieb der Rollen 3 die jeweiligen Übersetzungen an den Rollen 3 so gewählt sind, daß ein synchroner Vorschub aller Rollen 3 erfolgt. Dieser Vorschub ist durch den Pfeil A an der an der vorderen Ecke dargestellten Rolle 3 verdeutlicht. Er ist für die translatorische Beweglichkeit des Wagens 1 verantwortlich und stellt somit für die Programmsteuerung die translatorische Achse dar.Furthermore, all rollers 3 of the chassis 2 are shared with one another Connected feed drive 14, which is located on one of the steering bodies 4. The roles 3 have a flange-mounted pinion or bevel gear 10, which is connected to a corresponding Counter gear or a worm of a spindle 11 is in engagement, which is parallel to The axis of rotation is arranged in the bearing bodies 4. At the top is the spindle 11 out of the bearing bodies 4 and carries a drive wheel 12. Via the drive wheels 12 of all rollers 3, which lie in a plane parallel to the base plate 5, is again a toothed belt 13 out, and it goes without saying that as with the toothed belt drive 6, 7 for the steering of the rollers 3 also with the toothed belt drive 12, 13 for the feed drive of the rollers 3, the respective translations on the rollers 3 are chosen so that a synchronous advance of all rollers 3 takes place. This advance is illustrated by the arrow A on the roller 3 shown at the front corner. He is responsible for the translational mobility of the carriage 1 and provides thus represents the translational axis for program control.

Die Grundplatte 5 besitzt eine zentrale Öffnung 15 zur Aufnahme eines Bearbeitungsaggregates, das in der Zeichnung nicht näher dargestellt ist.The base plate 5 has a central opening 15 for receiving a Processing unit, which is not shown in the drawing.

Claims

Claims 1. Path-controlled processing machine with an in Direction of at least two axles movable carriage, characterized in that the carriage (1) is self-propelled and has a steerable chassis (2) whose feed in a translational axis and its steering in a rotatory perpendicular to it Axis is controllable.

2. Machine according to claim 1, characterized in that the chassis (2) of the carriage (1) includes rolling elements (3), such as rollers, via which the movement in Direction of the transiatoric axis and the direction of movement by steering in the rotary axis is initiated together.

3. Machine according to claim 2, characterized in that the chassis (2) of the carriage (1) at least three rollers (3) that are not in a straight line which are driven and steered synchronously with each other.

4. Machine according to claim 3, characterized in that the rotary Axis with the one passing through the contact point of the respective roller (3) Roll diametral coincides.

5. Machine according to claim 3, characterized in that the through the stand-up point of the respective roller (3) passing roller diametrals parallel is arranged to and at a distance from the rotary axis.

6. Machine according to claim 5, characterized in that each roller (3) is designed as a double roller, the two individual rollers of which via a differential gear are coupled to each other.

7. Machine according to one of claims 3 to 6, characterized in that that the rollers (3) are mounted on bearing bodies (4) rotatable about the rotary axis are connected to a common steering drive unit (8).

8. Machine according to claim 7, characterized in that the bearing body (4) teeth (6) arranged in the circumferential direction, via which one with the Steering drive unit (8) connected chain or a toothed belt (7) is guided.

9. Machine according to claim 7 or 8, characterized in that the Rollers (3) have a common feed drive (14).

10. Machine according to claim 9, characterized in that in the bearing bodies (4) in the rotary axis or parallel drive spindles (11) for the Rollers (3) are mounted, which have a toothed drive wheel (12), on the one chain or toothed belt (13) connected to the common feed drive (14) is led.

11. Machine according to one of claims 7 to 10, characterized in that that the bearing body (4) are mounted on a base plate (5) over the underside thereof the rollers (3) protrude downwards and above which the steering drive unit (8) and the feed drive (14) with the chain or toothed belt drives (6, 7; 12, 13) are arranged.

12. Machine according to one of claims 1 to 11, characterized in that that the rollers (3) have a friction lining on their running side.

13. Machine according to one of claims 1 to 12, characterized in that that the control of the rotary axis and the translational axis of the carriage (1) takes place via a program in NC terminology.